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软土地基处理技术在房屋建筑工程中的应用

2021-11-27王中旗树文韬王晓东

中国建筑金属结构 2021年6期
关键词:石灰垫层软土

王中旗 树文韬 王晓东

由于软土地基渗透性较低,对建筑物的承受强度较低,难以达到国家住宅的标准。地基是房屋建筑工程建设的基础,随着建筑业的发展,为保证建筑物的稳定性,在房屋建筑工程施工时,建筑施工方通过相应的措施改变软土地基的缺点,提高其承受强度,以保证建筑物使用后的稳定性。所以在房屋建筑施工中,软土地基的处理技术应用具有决定性的作用,能有效推动我国建筑业的可持续性发展[1]。

1.软土地基的定义

软土地基主要是软土结构构成的地基环境,大多为地质环境较松散,具有流变性、触变性等特点。软土是在含水量较大的环境中经过日积月累形成了软土地基。软土类型主要有淤泥、淤泥质土和沼泽土等,这样的地基结构无法为建筑物提供良好的支撑性,软土地基形态大多为流塑状,容易导致房屋不均匀沉降,破坏混凝土结构强度,这是由软土地基含水量大、压缩性高、粘性大并且相对松软的特点导致。软土地基是一种极难开发的地基类型,在房屋建筑施工中对软土地基进行处理时,需要施工人员在施工前对地基的土质、含水量等进行专业性的勘测,以减少施工中的安全隐患,确保建筑物的软土地基能够达到标准承载力,确保建筑工程施工的安全性、稳定性。软土地基中还富含大量的有机矿物质,其中的有机物质会腐蚀建筑基础设施中的钢筋,并且软土中含水量较高,加快了建筑基础的腐蚀,就会降低建筑结构基础的稳定性,在房屋建筑施工中存在较大的安全隐患。

2.房屋建筑工程中软土地基处理技术的重要性

软土地基具有不可预测性,当环境发生改变时,软土地基结构也会随之发生改变,使房屋建筑的稳定性和安全性得不到保证。在施工中可以对软土地基进行一定的换填处理,确保软土地基力学性能满足建筑结构施工的要求,保证建筑施工顺利开展。在我国的施工过程中,常常会遇到软土地基,这是因为我国地域辽阔,地质类型相对复杂,软土地基分布较广。只有处理好软土地基,才能够增强地基的承受能力,防止房屋建筑工程出现不均匀沉降等安全质量问题。在房屋建筑施工中对软土地基的处理是必要的,监管部门应制定相应的监管程序,确保软土地基处理技术的有效性。软土地基技术处理质量的完善影响着整个工程的质量,房屋建筑的使用寿命及性能取决于地基的处理,劣质软土地基会影响建筑企业的经济投资效益,甚至会对人们的生命财产安全造成严重影响。所以软土地基处理技术在房屋建设工程中十分必要,能够促进我国现代化房屋建设工程的整体发展[2]。

3.软土地基施工中主要存在的问题

由于软土地基处理技术还未完全完善,在房屋建筑施工中还存在较多的问题。(1)缺乏现场勘查的资料。在任何建筑施工前,施工人员都需要调查施工现场的实际情况。但是,许多施工单位在建设中都没有做过提前勘测现场的准备,尤其是地基和地下水的质量问题,这种现象的存在对施工安全有一定的影响。(2)对硬质层强度的认识。软土地基的表面一般覆盖着一层土壤,这种高强度覆盖在软土地基表面的称为坚硬的外壳。坚硬的外壳不能够有效承受大重量的建筑物。因此,坚硬外壳应进行有效的软土地基的施工,可有效减少基础施工的难度。然而,由于中国建筑施工企业在现阶段的建筑过程中无法把握坚硬外壳的特定位置,更不用说坚硬外壳的应用。在没有进行相关测量的工作条件下,施工单位加强的技术通常会带来更多的麻烦,这种技术会增加工程的施工难度,造成硬壳的破坏,导致施工时易出现安全方面的问题。(3)施工准备工作不完善。为了确保工程施工能够顺利地进行,需要在施工前做好准备工作。房屋建筑施工中地基处理往往存在一些难度和复杂性,需要在施工前对施工现场进行科学勘测,监测数据,做好施工前的准备。很多施工单位在施工前并没有做到完善的准备,这样的施工环境会带来很大的风险。房屋建筑施工前地基处理的准备工作不仅需要对现场进行勘测,还需要对施工材料以及施工设备进行相应的检测,确保施工能够顺利地开展。如果这些准备工作不够完善,施工过程中将出现很大的问题。

4.房屋建筑工程中软土地基常见的处理技术

软土地基技术在建筑业方面越来越完善,施工单位应该根据软土地基具体的问题,结合建筑物的要求具体分析,选择适用的软土地基处理技术。常见的软土地基处理技术主要有以下几种。

4.1 水泥深层搅拌桩

水泥深层搅拌桩是软土地基施工工艺中一种广泛使用的技术,主要应用于粉沙土和泥炭土壤这样的软土地质。原理是将水泥填充作为固化剂,将水泥固化剂和软土地基充分混合,使软土固化。水泥固化处理后能够很大程度地改善软土的强度和承载力,但需要解决以下几个方面的问题。首先,要对搅拌桩进行科学的数据测试,如混合的时间、混合的深度,做好施工前的准备工作。其次,确保施工环境的清洁度,在施工前清理施工环境,并且对施工材料和设备进行检查。最后,拿出具体的施工方案,确定合理的施工顺序,施工前对管道进行检查,保证搅拌桩在施工时保持垂直。在水泥搅拌前,确定水泥的配比,保证水泥的配比具有良好的养护效果,满足软土地基处理的施工技术。

4.2 深层石灰搅拌桩法

石灰具有吸水性,能够有效吸收土壤中的水分,增加软土地基表面建筑物的承受强度,因此房屋建筑施工中大多数是采用深层石灰搅拌桩技术来改善软土地基的问题,深层石灰搅拌桩在使用时应注意石灰的质量(选用质量较好的石灰)、石灰的用量(石灰和水的配比),以达到最好的使用效果。深层石灰搅拌桩指的是机器和人工将地基打孔,往里注入石灰石,形成桩体物,桩体物能够加固房屋的稳定性。深层石灰搅拌桩的加固方法有两种机理,即物理机理和化学机理。物理机理是通过凝胶作用、离子交换反应和反应热来改变桩身的吸水性和膨胀收缩性,物理机理的作用时间较短。化学机理就是利用石灰石的化学性质,增加桩体的抗压能力。石灰搅拌桩主要应用于一些比较粘的土质,比如加固粘土性地基、淤泥质土地基等。由于石灰搅拌桩改变的地基承载力和减少地基的下沉的限度是具有一定范围的,超过限定的范围效果将会有所不同,故深层石灰搅拌桩主要适用于我国现阶段9 层以下的普通工业建筑和民用建筑[3]。

4.3 砂垫层及砂石垫层换填处理技术

砂垫层及砂石垫层换填处理技术能够很大程度地改变软土地基的稳定性,需要在施工时将软土地基表面的物质挖掉,回填上像碎石、砂石、灰土或者石渣等资源较丰富且没有腐蚀作用的物质。在回填时应该夯实土层,确保达到更好的地基沉降效果。垫层的材料可以选择质地比较坚硬碎石、圆砂、砂砾、粗砂和中砂等等,这些砂石的颗粒要均匀,并且这些材质里面不能含有垃圾杂物。这种方法的使用,对垫层质量要求高,所以一定要遵循每层都打牢、夯实的原则进行[4]。

4.4 软土地基处理时应注意的问题

建筑工程软土地基处理中应注意以下问题:在选择混合材料时,一般选用细磨石作为混合材料,石灰的选择上应选用没有杂质的,确保石灰材料中含有80%的氧化钙,只有严格地控制材料的选用,才能有效地保证施工的质量。随着建筑业的一体化发展,软土地基处理技术的完善在建筑工程上很大程度地解决了软土地基施工时存在的问题。但在进行软土地基处理技术时应该注意一些细节上的问题,施工人员应在施工前检查水泥或石灰搅拌桩排水是否能正常使用,避免影响施工。最后,对施工范围进行定期全方面的考察、检查,相关安全人员还需要定期进行安全专业考试,防止在施工中发生安全事故[5]。

5.结束语

房屋建筑整个受力体系中上层建筑的荷载传递给基础,基础将相关荷载以及本身的自重传递给地基,也就是说房屋建筑的全部荷载最终是由地基承受,因为软土地基具有承受强度较低、有一定的压缩性等缺点,在大量的荷载作用下就会发生压缩变形,如果不对软土地基进行压缩处理,将出现地基下沉的现象,影响建筑物的使用,甚至引起安全事故。在实际施工中,还要根据具体的施工环境和软土地基存在的问题,选用最合适的软土地基处理技术。现阶段建筑企业和施工单位必须对软土地基的处理技术进行完善,并且对施工现场的勘察要更加深入细致,只有这样才能够保证软土地基施工和建筑的施工质量。

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